(57)【要約】【課題】  光ファイバに熱ダメージを与えることなく樹脂で被覆して、光ファイバ心線を得る。【解決手段】  光ファイバ（ＰＯＦ）１２を被覆装置２３に搬送する。１２０℃のポリエチレンを厚みが２２５μｍとなるようにＰＯＦ１２に被覆する。第１保護層形成光ファイバ心線２６ａを水槽２７に搬送する。１５℃の冷却水で冷却してポリエチレンを硬化する。第２被覆装置２９に第１保護層形成光ファイバ心線２６ａを搬送する。１２０℃のポリエチレンを厚みが２２５μｍとなるように第１保護層形成光ファイバ心線２６ａに被覆する。光ファイバ心線２６を水槽３２に搬送する。１５℃の冷却水で冷却してポリエチレンを硬化する。保護層が４５０μｍの厚みを有する光ファイバ心線２６を得る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアとクラッドとを有する直径５００μｍ以下のプラスチック光ファイバに溶融樹脂を少なくとも２層被覆してプラスチック光ファイバ心線を製造する方法において、
第１の前記溶融樹脂の温度を１３０℃以下とし、被覆厚みが１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲となるように前記プラスチック光ファイバに前記第１溶融樹脂を被覆し、
第２の前記溶融樹脂の温度を１２０℃以上１４０℃以下とし、被覆厚みが１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲となるように前記第１溶融樹脂に前記第２溶融樹脂を被覆することを特徴とするプラスチック光ファイバ心線の製造方法。
【請求項２】
前記コアが、横断面において中心から半径方向に向かって屈折率が連続的に低下していることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバ心線の製造方法。
【請求項３】
前記第１溶融樹脂を用いる被覆と、前記第２溶融樹脂を用いる被覆とを連続して行うことを特徴とする請求項１または２記載のプラスチック光ファイバ心線の製造方法。
【請求項４】
前記プラスチック光ファイバに前記第１溶融樹脂を被覆した後に、
前記第２溶融樹脂が、前記第１溶融樹脂上に接触するまでの時間を２秒以上とすることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバ心線の製造方法。
【請求項５】
前記クラッドが低屈折率の樹脂からなることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバ心線の製造方法。
【請求項６】
前記第１及び前記第２溶融樹脂が、ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバ心線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック光ファイバ心線の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コア及びクラッドが共にプラスチックのプラスチック光ファイバ（以下、ＰＯＦ称する）は、素材が全てプラスチックで構成されているため、伝送損失が石英系光ファイバと比較してやや大きいという短所を有するものの、良好な可撓性を有し、軽量で加工性が良いという長所を有する。また、石英系光ファイバと比較して、口径の大きい光ファイバとして製造し易く、さらに低コストで製造可能であるという長所をも有する。そこで、例えば、光通信の送受を行う電子装置間において、その伝送損失が問題にされない近距離の光伝送路として、石英系光ファイバに比べて使いやすく低価格なため多用されており、特に、ＬＡＮ，ＩＳＤＮ等の次世代通信網構想において重要となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ＰＯＦは、一般的には、重合体をマトリックスとする有機化合物からなる芯（以下、コア部またはコアと称する）と、コア部と屈折率が異なる（一般的には低屈折率の）有機化合物からなる外殻（鞘とも称される。以下、クラッド部またはクラッドと称する）とから構成される。コア部に入射した入射光は、コア部とクラッド部との界面で全反射を繰り返しながら伝送される。このようなＰＯＦは、ステップインデックス（ＳＩ）型と称されている。
【０００４】
近年、中心から外側（半径方向）に向かって屈折率の大きさに分布を有するコア部を備えた屈折率分布型（グレーデッドインデックス型、以下、ＧＩ型と称する）ＰＯＦは、伝送する光信号の帯域を大きくすることが可能なため、高い伝送容量を有する光ファイバとして注目されている（例えば、特許文献２ないし５参照。）。
【０００５】
ＧＩ型ＰＯＦは、ＧＩ型のプラスチック光ファイバ母材（以下、プリフォームと称する）を製造した後に、加熱溶融して線引き（延伸）してファイバ化する。これにより外径の異なる様々なＰＯＦを作製することが可能である。このように線引きされたＰＯＦは、引張応力が高いときは伝送損失の悪化や破断のおそれがある。また、もつれ易く扱い難くなり、ハンドリング性が悪化する場合がある。そこで、ＰＯＦに熱可塑性樹脂などのポリマーを被覆することで、これら問題を解消している。なお、以下の説明において、ＰＯＦに被覆されている樹脂を保護層と称する。保護層を形成する方法として、融点が１２０℃〜１７０℃のポリエチレンを被覆する方法が知られている（例えば、特許文献６参照。）。さらに、１２０℃以下の押出温度の低い１次ポリ塩化ビニル層に次いで１６０℃以上の押出温度の高い２次ポリ塩化ビニル層を被覆形成する方法も知られている（例えば、特許文献７参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−１３０９０４号公報
【特許文献２】特許３３３２９２２号公報
【特許文献３】国際公開第９３／０８４８８号パンフレット
【特許文献４】国際公開第９４／０４９４９号パンフレット
【特許文献５】特開平８−５８４８号公報
【特許文献６】特開昭５９−９６０３号公報
【特許文献７】特開平６−１６７６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＧＩ型ＰＯＦは、コア部の中心の屈折率に屈折率調整剤を含有させている。これにより、コア部の中心を形成しているポリマーのガラス転移温度が低下している。そこで、１２０℃〜１７０℃の融点を有するポリエチレンを被覆しプラスチック光ファイバ心線（以下、光ファイバ心線と称する）を製造する際に、コア部に変成が生じるおそれがある。また、保護層は、ＰＯＦを外部の環境、例えば高湿度下における吸水を防ぐと共に光ファイバ心線の配線の自由度を向上させる曲げ抵抗性を向上させる目的をも有する。しかしながら、従来の方法では、外部環境から保護することに主眼が置かれているため目的とする光ファイバ心線の保護層の厚みについて特に考慮が払われておらず、光ファイバ心線の配線の自由度の向上が妨げられている。
【０００８】
ポリ塩化ビニルには、弾性を向上させる目的で可塑剤が配合されている。ポリ塩化ビニルを保護層形成用樹脂として用いると、可塑剤がＰＯＦの成分中に移行することによる、ＰＯＦの光学特性の悪化という問題も生じている。このような問題は、特に径が５００μｍ以下のＧＩ型ＰＯＦに、融点が１２０℃以上の樹脂を５００μｍを超える厚みで被覆を行ったときに、光ファイバ心線の伝送損失が大幅に悪化させる原因となる。
【０００９】
本発明は、プラスチック光ファイバの伝送損失を悪化させることなく、前記プラスチック光ファイバに樹脂が被覆されたプラスチック光ファイバ心線の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のプラスチック光ファイバ心線の製造方法は、コアとクラッドとを有する直径５００μｍ以下のプラスチック光ファイバに溶融樹脂を少なくとも２層被覆してプラスチック光ファイバ心線を製造する方法において、第１の前記溶融樹脂の温度を１３０℃以下とし、被覆厚みが１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲となるように前記プラスチック光ファイバに前記第１溶融樹脂を被覆し、第２の前記溶融樹脂の温度を１２０℃以上１４０℃以下とし、被覆厚みが１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲となるように前記第１溶融樹脂に前記第２溶融樹脂を被覆する。前記コアが、横断面において中心から半径方向に向かって屈折率が連続的に低下していることが好ましい。
【００１１】
前記第１溶融樹脂を用いる被覆と、前記第２溶融樹脂を用いる被覆とを連続して行うことが好ましい。前記プラスチック光ファイバに前記第１溶融樹脂を被覆した後に、前記第２溶融樹脂が、前記第１溶融樹脂上に接触するまでの時間を２秒以上とすることが好ましい。前記クラッドが低屈折率の樹脂からなるものであることが好ましい。本発明において、クラッドが低屈折率であるということは、前記コアの最大屈折率が前記クラッドの屈折率より０．００１以上大きいことを意味する。前記第１及び前記第２溶融樹脂が、ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプラスチック光ファイバ心線の製造方法によれば、コアとクラッドとを有する直径５００μｍ以下のプラスチック光ファイバに溶融樹脂を少なくとも２層被覆してプラスチック光ファイバ心線を製造する方法において、第１の前記溶融樹脂の温度を１３０℃以下とし、被覆厚みが１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲となるように前記プラスチック光ファイバに前記第１溶融樹脂を被覆し、第２の前記溶融樹脂の温度を１２０℃以上１４０℃以下とし、被覆厚みが１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲となるように前記第１溶融樹脂に前記第２溶融樹脂を被覆するから、前記プラスチック光ファイバの伝送損失を悪化させることなく、保護層を形成することができる。
【００１３】
前記コアが、横断面において中心から半径方向に向かって屈折率が連続的に低下している、いわゆるＧＩ型である場合には、プラスチック光ファイバの伝送損失を悪化させない本発明の効果をより発現させることができる。また、前記第１及び前記第２溶融樹脂にポリオレフィン系樹脂を用いるから、可塑剤の析出によるプラスチック光ファイバの伝送損失の悪化をより抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係るプラスチック光ファイバ心線の製造方法について、ＧＩ型光ファイバ心線の製造方法を例に示し説明する。しかしながら、本発明は、例えばステップインデックス（ＳＩ）型マルチモードプラスチック光ファイバ心線，ＳＩ型シングルモードプラスチック光ファイバ心線，シングルモード（ＳＭ）型プラスチック光ファイバ心線など他の形態のプラスチック光ファイバ心線の製造方法に適用することが可能である。説明は、コア及びクラッド作製用原料，保護層形成用材料，プリフォーム作製方法，ＰＯＦ作製方法そして光ファイバ心線の製造方法の順で行う。
【００１５】
コア部の原料は、光伝送の機能を損なわない限りにおいて、特に限定されるものではない。特に用いられる原料モノマーとしては、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、重水素化メチルメタクリレート、トリフルオロエチルメタクリレート、ヘキサフルオロイソプロピル−２−フルオロアクリレートなどが挙げられる。これら各モノマーからポリマーを重合してコア部として用いる。また、これらモノマーを２種類以上用いて、共重合体（コポリマー）からコア部を形成しても良い。用いられるポリマーとしては、メチルメタクリレートの単独重合体（ポリメチルメタクリレート：ＰＭＭＡ）が挙げられる。また、さらに単官能の（メタ）アクリレート類、フッ素化アルキル（メタ）アクリレート類、多官能（メタ）アクリレート類、アクリル酸、メタクリル酸の単量体とメチルメタクリレートとの透明な共重合体が挙げられる。本発明においては、塊状重合が容易であるＭＭＡを重合して得られるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）にてコア部を形成することが好ましい。
【００１６】
特定の波長領域において、Ｃ−Ｈ結合に起因する光の伝送損失を低減する目的で、前記モノマー特にＭＭＡが有する水素原子を重水素原子（Ｄ）またはハロゲン原子で置換したモノマーを用いて重合されるポリマーを用いることが好ましい。ハロゲン原子には、フッ素原子（Ｆ）が好ましく用いられる。このようなポリマーとしては、重水素化ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ−ｄ８）などが挙げられる。これにより、伝送損失の生じる波長を長波長化することができ、伝送光の損失を軽減できる。
【００１７】
前記モノマーからポリマーを重合する際には、重合開始剤が用いられる。重合開始剤は、用いられるモノマー，重合されるポリマーに応じて適宜選択することができる。例えば、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ）、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート（ＰＢＩ）、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バラレート（ＰＨＶ）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、２種類以上の重合開始剤を併用しても良い。
【００１８】
ポリマーの分子量や分子量分布を制御する目的で、連鎖移動剤（重合調整剤とも称される）を用いることが好ましい。連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類（例えば、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−ペンチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンなど）、チオフェノール類（例えば、チオフェノール、ｍ−ブロモチオフェノール、ｐ−ブロモチオフェノール、ｍ−トルエンチオール、ｐ−トルエンチオールなど）などを用いることが好ましい。特に、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンなどのアルキルメルカプタンを用いることが好ましい。なお、連鎖移動剤は勿論これらに限定されるものではない。また、２種類以上の連鎖移動剤を併用しても良い。
【００１９】
ＧＩ型プリフォームを作製する際には、コア部に屈折率調整剤（以下、ドーパントと称する）を添加する。ドーパントは、これを含有するポリマーが無添加のポリマーと比較して屈折率が高くなる性質を有するものである。この性質を有しポリマーと安定して共存可能で、且つ重合条件（加熱及び加圧など）下において安定であるものを用いる。例えば、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰＳ）、リン酸トリフェニル（ＴＰＰ）、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、ビフェニル（ＤＰ）、ジフェニルメタン（ＤＰＭ）、リン酸トリクレジル（tricresyl phosphate ：ＴＣＰ）、ジフェニルスルホキシド（ＤＰＳＯ）などが挙げられ、特にＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯを用いることが好ましい。
【００２０】
コア部を伝送する光は、クラッド部とコア部との界面で全反射する。そこで、クラッド部には、その屈折率がコア部の屈折率より低い化合物を用いる。さらに、コア部との密着性が良く、タフネスに優れ耐熱性にも優れているものが好ましく用いられる。例えば、メチルメタクリレート、重水素化メチルメタクリレート、トリフルオロエチルメタクリレート、ヘキサフルオロイソプロピル−２−フルオロアクリレートなどから重合されるアクリル樹脂が挙げられる。また、パーフルオロアルキルメタクリレート系重合体、メタクリル酸エステル共重合体などが挙げられる。
【００２１】
前記モノマーからクラッド部のポリマーを重合する際にも、コア部の形成に用いられる前記重合開始剤，連鎖移動剤を用いることもできる。
【００２２】
また、クラッドにはフッ素系樹脂を用いることもできる。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：融点１６０℃〜１８０℃）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ：融点２０６℃）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：融点３３０℃）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ：融点２５０℃〜２８０℃）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ：融点３００℃〜３１０℃）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ：融点２６０℃〜２７０℃）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ：融点２１０℃）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＥＰＥ：融点２９０℃〜３００℃）などが挙げられる。
【００２３】
さらに、フッ化ビニリデン系重合体を用いることもできる。これは共重合体も含み、例えばフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体（フッ化ビニリデンを５０重量％以上含むものが好ましく、より好ましくは７０重量％以上９０重量％以下含有するものである）、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体及びフッ化ビニリデンの３元以上の共重合体などが挙げられる。
【００２４】
クラッド部には、光伝送性能を低下させない範囲で、添加剤を添加しても良い。添加剤は、原料モノマーに添加した後に、モノマーからポリマーを重合させることで容易にポリマー中に含有させることができる。添加剤としては、耐候性や耐久性を向上させる安定剤、光伝送性能を向上させる光信号増幅用の誘導放出機能化合物などが挙げられる。誘導放出機能化合物を添加することにより、減衰した信号光を励起光により増幅することが可能となる。これにより伝送距離が向上するので、光伝送リンクの一部にファイバ増幅器として使用することもできる。なお、これら添加剤は、コア部の形成時にモノマーに添加することで、コア部に含有させることもできる。
【００２５】
保護層形成用の樹脂は、耐薬品性、柔軟性が良好なことよりポリオレフィン系樹脂が好適に用いられるが、それに限定されるものではない。ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン、プロピレン又はα−オレフィンの重合体が挙げられる。α−オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ペプテン、１−オクテンなどが挙げられる。これらの重合体としては、例えば、ポリエチレン、エチレンとプロピレンの共重合体、エチレンとα−オレフィンの共重合体、ポリプロピレン、プロピレンとα−オレフィンの共重合体、ポリブテン、ポリイソプレンなどが挙げられる。また、ポリオレフィン径樹脂は、得られる物性を考慮した上で、適当な組み合わせにてブレンドされているものを用いても良い。
【００２６】
ポリオレフィン系樹脂の分子量及び分子量分布は特に制限されない。しかしながら、重量平均分子量は、通常５０００〜５００００００、好ましくは２００００〜３０００００であり、分子量分布（重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎ）が２〜８０、好ましくは３〜４０とされる。
【００２７】
ポリオレフィン系樹脂は、融点１２０℃未満、ＭＦＲが１０以上９５以下であることが好ましい。融点が１２０℃を超えると、被覆成形時の温度を高くする必要があり、ＰＯＦに熱ダメージを与えるおそれがある。また、ＭＦＲが１０未満のときは、被覆樹脂温度を上げなければ押出機の負荷が大きくなるといった不具合を生じる。ＭＦＲ９５以上のときは、ＰＯＦに均一肉厚で被覆することができないためコア断面の熱量が不均一になりやすいという不具合を生じる。そこで、本発明に用いられるポリオレフィン系樹脂は、融点１２０℃未満、ＭＦＲが１０以上９５以下が好ましく、融点１２０℃未満，ＭＦＲが１５以上８０以下がさらに好ましい。このような性質を有するポリオレフィン系樹脂を用いることで、樹脂温度が１４０℃以下でも樹脂に流動性が生じて被覆を行うことができる。
【００２８】
ＳＩ型ＰＯＦは、コア部にＰＭＭＡを用いた場合には、クラッド部にフッ素樹脂を用いることが好ましい。これは、コア部のＰＭＭＡとクラッド部のフッ素樹脂との屈折率の差が、光ファイバとして好ましい範囲であり、またフッ素樹脂の強度が高いためである。ＳＩ型ＰＯＦの製造方法は、溶融紡糸法により行うことが好ましい。溶融紡糸法では、複合紡糸ノズルからコア部となるＰＭＭＡとクラッド部となるフッ素樹脂とをそれぞれのホールごとに吐出する。その後にノズルでＰＭＭＡの周りにフッ素樹脂を被覆し複合化することでプリフォームを得る。その後多数の引取ローラを用いて搬送しながら線引きを行いＰＯＦを得ることができる。
【００２９】
ＧＩ型ＰＯＦの製造方法を説明する。始めにＰＭＭＡからなる中空円筒管を用意する。なお、この中空円筒管は、クラッド部となる。中空円筒管は、公知の回転重合法により製造しても良いし、市販のパイプを用いても良い。また、中空円筒管は、重合容器として用いるため底付けを行うことが好ましい。そして、その中空円筒管内にＭＭＡとドーパント（例えば、ベンジルメタクリレート）を入れ、界面ゲル重合法を行う。中空円筒管内にポリマー（ＰＭＭＡ）を主成分とするコア部が形成されプリフォームを得ることができる。
【００３０】
図１に示すようにプリフォーム１０を加熱炉１１内に配置する。加熱炉１１で加熱するとプリフォーム１０の一部は溶融する。なお、溶融温度は、特に限定されるものではないが１６０℃〜２７０℃の範囲であることが好ましい。溶融した箇所の先端部１０ａを始点として線引き（延伸）を行いＰＯＦ１２とし、線径モニタ１３を通した後に巻取装置（図示しない）の芯材１４に巻き取りプラスチック光ファイバロール（以下、ＰＯＦロールと称する）１５を得る。線引きしている際には、線径モニタ１３でＰＯＦ１２の外径をモニタリングし加熱炉１１内のプリフォーム１０の位置や加熱炉１１の加熱、巻取装置の巻取速度を適宜調整する。
【００３１】
ＰＯＦロール１５を図２に示す被覆ライン２０の送出機２１に取り付ける。送出機２１を用いてＰＯＦ１２を被覆ライン２０に送り出す。ＰＯＦ１２は、テンション制御機２２でテンションが調整されつつ被覆装置２３に搬送される。なお、被覆時のテンションは、ＰＯＦ１２に変形を与えないように小さいほど好ましい。例えば、７００Ｎ／ｃｍ2 以下であることが好ましく、より好ましくは５００Ｎ／ｃｍ2 以下に調整することである。被覆装置２３は金型２４を備え樹脂供給装置２５が取り付けられている。樹脂供給装置２５から供給される樹脂は、被覆装置２３の押出機（図示しない）により金型２４からＰＯＦ１２を被覆して押し出される。これによりＰＯＦ１２には、第１保護層が形成される。以下の説明において、これを第１保護層形成光ファイバ心線２６ａと称する。第１保護層形成光ファイバ心線２６ａは、樹脂を硬化させるために水槽２７に搬送される。なお、水槽２７に搬送される前に、サイジングダイス２８を通すことにより被覆樹脂から形成される第１保護層の厚みを均一にすることができるために好ましい。
【００３２】
第１保護層を形成する際の樹脂の温度が１３０℃を超えるときは、被覆された樹脂の熱伝導によりＰＯＦ１２の温度が上昇し、軟化点を超える場合が生じる。これにより、ＧＩ型の構造が乱れやすく、また界面の不整や、塑性変形によるマイクロベンディングが発生しやすくなる。そこで、本発明において第１保護層を形成する際の樹脂温度は、１３０℃以下とする。また、第１保護層の厚みが３５０μｍを超えると、樹脂温度が１３０℃以下であっても、被覆樹脂中心部の冷却が悪くＰＯＦ温度が上がり、ＧＩ型の構造乱れなどの不具合が生じる。また、１００μｍ未満の被覆はＰＯＦとの密着力が低下し施工上問題となる。そこで、第１保護層の厚みは、１００μｍ以上３５０μｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
第１保護層形成光ファイバ心線２６ａは、２台目の被覆装置２９に送られる。被覆装置２９も金型３０を備え樹脂供給装置３１が取り付けられている。被覆装置２９により第１保護層の上に、さらに樹脂を被覆して第２保護層を形成して光ファイバ心線２６を得る。その後に、水槽３２に光ファイバ心線２６を搬送して樹脂を硬化させる。また、第２保護層を形成するための樹脂の被覆は、第１保護層の樹脂を被覆した後、２秒以上経過後に行うことが好ましい。特に好ましくは第１保護層形成用樹脂を被覆した後に、冷却を行うことである。これは、第２保護層被覆前のＰＯＦ温度、特にコア部の温度を低くしておくことで、第２保護層形成時にＰＯＦ特にコアの温度上昇を抑制し、ＧＩ型の構造の乱れを抑制するためである。２秒未満で第２保護層形成用樹脂を被覆すると、第１保護層の樹脂の蓄熱と第２保護層の樹脂の熱が加算されてＰＯＦ温度が上昇し、ＧＩ型の構造乱れなどの不良の発生原因となる場合が生じる。
【００３４】
第２保護層形成時に、樹脂温度を１２０℃未満とすると樹脂粘度が上昇して押出機の負荷が高くなる問題がある。また、未溶融樹脂の吐出により被覆厚みが変動するといった不具合も生じる。また、樹脂温度が１４０℃を超えるとＰＯＦ温度、特にコア部の温度が流動点を超える場合もあり、ＧＩ型の構造が乱れるなどの不具合が生じる場合がある。そこで、第２保護層形成用の樹脂温度は、１２０℃以上１４０℃以下の範囲であることが好ましい。
【００３５】
第２保護層の厚みが、３５０μｍを超えると１４０℃以下の樹脂温度であっても、被覆樹脂中心部の冷却が悪く、ＰＯＦ特にコア部の温度も上昇してＧＩ型の構造などに不具合が生じるおそれがある。また、１００μｍ未満の被覆は、低流量のため安定に押出すことが困難となり径ブレの原因となる場合がある。そこで、第２保護層の厚みは、１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００３６】
光ファイバ心線２６は、水槽３２を通り樹脂が硬化し第２保護層が形成される。そして、引取機３４の複数の引取ローラ３５，３６に掛け渡されながら搬送される。光ファイバ心線２６は、巻取テンション制御機３７で芯材３８に巻き取られる際のテンションが調整される。芯材３８には巻取機３９が接続している。芯材３８に光ファイバ心線２６は巻き取られ、光ファイバ心線ロール４０が得られる。
【００３７】
なお、水槽２７，３２の冷却水温度を１５℃より高くすると、冷却能力が悪くなりＰＯＦ温度、特にコア部の温度が下がりにくくなり熱ダメージを受けやすくなる。また、５℃未満とすると冷媒冷却能力が非常に大きい装置が必要となる。また、被覆樹脂が急冷されるためにひび割れなどの成形不良が生じるおそれもある。そこで、冷却水温度は、５℃以上１５℃以下の範囲であることが好ましい。
【００３８】
図３に本発明に係るプラスチック光ファイバ心線２６の断面図を示す。ＰＯＦ１２の径Ｄ（μｍ）は、特に限定されるものではないが、５００μｍ以下であることが好ましい。なお、コア１２ａの径は特に限定されないが、２００μｍ以上５００μｍ以下の範囲であることが好ましい。クラッド１２ｂの厚みも特に限定されないが、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲であることが好ましい。第１保護層４１の厚みＬ１（μｍ）は、１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲であることが好ましい。第２保護層４２の厚みＬ２（μｍ）は、１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲であることが好ましい。これにより、ＰＯＦ１２に形成される保護層の厚みを２００μｍ以上７００μｍ以下の範囲で適宜選択して形成することが可能となる。
【００３９】
図４に示されている被覆ライン６０のように１台の樹脂供給装置６１を用いても良い。樹脂供給装置６１から２台の被覆装置２３，２９に樹脂を供給してそれぞれの被覆装置２３，２９が備えている押出機（図示しない）により金型２４，３０を用いて第１または第２保護層形成用の樹脂を押し出してそれぞれの保護層を形成することができる。
【００４０】
図５に示されている被覆ライン７０のように反転機７１を用いて、ＰＯＦ１２などの搬送方向を反転させることもできる。反転機７１を用いることで、被覆ライン７０を設置する箇所の全長が短くてよく、被覆ライン７０を設置する場所の自由度が向上する。なお、被覆ライン６０，７０で被覆ライン２０と同じ箇所については、同一符号を付して説明は省略する。また、図２，図４及び図５に示されているように２層以上の保護層を形成するための樹脂の被覆は、連続工程で行うことが各層間の密着性を向上させることが可能であるためにより好ましい。
【００４１】
また、本発明においてプリフォーム１０から線引きしてＰＯＦ１２を作製し、被覆を行う一連の工程は、一度ＰＯＦロール１５として巻き取る形態に限定されるものではない。例えば、プリフォーム１０を製造後、加熱炉１１を用いて線引き延伸を行いＰＯＦ１２を作製し、そのＰＯＦ１２を被覆ラインに搬送して被覆装置を用いて樹脂を被覆して保護層を形成する形態でも良い。
【００４２】
図６（ａ）にＧＩ型ＰＯＦ，（ｂ）にＳＩ型ＰＯＦの半径方向と屈折率との関係を説明するグラフを示す。ＧＩ型ＰＯＦでは、コア１２ａの最大屈折率ｎcomax とクラッド１２ｂの屈折率ｎclとの差が０．００１以上であることが好ましい。また、ＳＩ型ＰＯＦでは、コア８０の屈折率ｎcoとクラッド８１の屈折率ｎclとの差は、０．００１以上であることが好ましい。それぞれの屈折率差の上限は特に限定されるものではなく、伝送性能と製造適性から任意に設定することができる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料の種類，それらの割合，操作などは、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することができる。なお、説明は本発明に係る実験１で詳細に行い、比較例である実験２ないし４については、実験１と同じ条件の箇所の説明は省略する。なお、各実験の実験条件と結果は後にまとめて表１に示す。
【００４４】
実験１では、ＰＭＭＡからなるクラッド部を公知の回転重合法で製造し、中空円筒状の管を得た。次に、界面ゲル重合法によりＭＭＡ（メチルメタクリレート）を主原料にコア部を作製した。ドーパントとしてジフェニルスルフィド（ＤＰＳ）を用いて、ＭＭＡに対して７．０質量％加えた。その後に１００℃で４８時間界面ゲル重合を行った。そして、直径２０ｍｍ，長さ１０００ｍｍのプリフォーム１０を得た。このプリフォーム１０の屈折率は、コア部の中心が最大屈折率１．５０１であり、クラッド部は、１．４９２であった。プリフォーム１０を２４０℃で加熱し線引き（延伸）を行った。そして、外径Ｄが３００μｍのＰＯＦ１２を得た。このＰＯＦ１２の波長６５０ｎｍにおける伝送損失は、１５０ｄＢ／ｋｍであった。
【００４５】
第１保護層形成用樹脂には、融点１００℃，ＭＦＲ７０のポリエチレン系樹脂を用いた。第１保護層の形成は、線速１６ｍ／ｍｉｎ，樹脂温度１２０℃で第１保護層厚みＬ１が２２５μｍとなるように被覆成形を行った。被覆後に１５℃の冷却水が入っている水槽２７で４０秒間冷却してポリエチレンを硬化した。ポリエチレンが硬化して３秒後に、樹脂温度１２０℃で第２保護層厚みＬ２が２２５μｍとなるように被覆成形を行った。被覆後に１５℃の冷却水が入っている水槽３２で４０秒間冷却してポリエチレンを硬化した。なお、被覆を行った際の張力はいずれも７００Ｎ／ｃｍ2 とした。光ファイバ心線２６の外径は、１２００μｍとなった。光ファイバ心線２６の波長６５０ｎｍにおける伝送損失を測定したところ、１８０ｄＢ／ｋｍであった。
【００４６】
比較例である実験２では、第１保護層の厚みＬ１を４５０μｍ，樹脂温度１１０℃とした以外は実験１と同じ条件で行った。光ファイバ心線２６の外径は１６５０μｍとなった。光ファイバ心線２６の伝送損失を測定したところ、８００ｄＢ／ｋｍであった。
【００４７】
比較例である実験３では、第２保護層形成用樹脂の温度を１６０℃とした以外は、実験１と同じ条件で行った。光ファイバ心線２６の伝送損失を測定したところ、８５０ｄＢ／ｋｍであった。
【００４８】
比較例である実験４では、可塑剤であるフタル酸エステルを６０質量％含んでいるポリ塩化ビニルを被覆用の樹脂として用いた。それ以外は実験１と同じ条件で行った。光ファイバ心線の伝送損失を測定したところ、８００ｄＢ／ｋｍであった。
【００４９】
【表１】
2005326501.tif 000003
【００５０】
表１の実験２から保護層の厚みが、３５０μｍを超えるとＰＯＦが熱ダメージを受けることが分かる。これにより、ＧＩ構造が乱れ、界面の不整や塑性変形によるマイクロベンディングが発生し伝送損失が悪化している。また、実験３から樹脂温度を１４０℃より高くすると、ＰＯＦに同様の熱ダメージが与えられると考えられる。さらに、実験４から添加剤を６０質量％含有しているポリ塩化ビニルを保護層形成用樹脂に用いると可塑剤の析出に伴うＰＯＦの劣化が生じている。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係るプラスチック光ファイバ心線の製造方法を説明するための図である。
【図２】本発明に係るプラスチック光ファイバ心線の製造方法に用いられる被覆ラインの概略図である。
【図３】本発明に係るプラスチック光ファイバ心線の断面図である。
【図４】本発明に係るプラスチック光ファイバ心線の製造方法に用いられる他の実施形態の被覆ラインの概略図である。
【図５】本発明に係るプラスチック光ファイバ心線の製造方法に用いられる他の実施形態の被覆ラインの概略図である。
【図６】プラスチック光ファイバの屈折率分布を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１２  ＰＯＦ
２０  被覆ライン
２３，３０  被覆装置
２６  光ファイバ心線
２９  被覆装置
４１  第１保護層
４２  第２保護層
Ｄ  ＰＯＦ径
Ｌ１  第１保護層厚み
Ｌ２  第２保護層厚み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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